热和振动:两个因素可以杀死你的数据

适当的冷却和振动管理可以提高性能和可靠性,同时降低成本。

Vladimir_Timofeev

管理一个数据中心是一个挑战,这是一个保守的说法。雷竞技电脑网站

雷竞技电脑网站数据中心管理人员被期望比以往做得更多,用得更少,包括保护快速增长的数据量和越来越多的应用程序,保持可用性和正常运行时间,减少资本支出和运营支出,提高空间利用率,管理能源使用和成本,等等。这样的例子不胜枚举。

我们相信两个词能让生活变得更困难(或更容易),这取决于你如何管理它们——热和振动。

今天,存储厂商正在挤压更多的存储密度为每个机架,和数据中心建筑师挤压多个机架成每个数据中心。雷竞技电脑网站这样能够降低总体拥有成本,因为数据中心可以达到使用更少的机架和数据雷竞技电脑网站中心空间的同容量目标。我们面临的挑战是,你在包装更多的存储密度,越热它可以得到,而且更容易震动会动摇的东西。

而高密度存储是实现Zettabyte年龄,如果温度和振动没有得到适当的控制,更多地使用它也会带来挑战——几乎直接影响到上面提到的每一个痛点。令人惊讶的是,电力和冷却成本甚至可能比外壳内的技术成本还要高。

如何在最小的振动下将数据保持在最佳温度,并以合理的成本提供最佳性能?一个出发点是看附件他们自己。

你的储物箱是否经过优化以获得更好的冷却和振动?

很多时候,人们非常关注系统内部——从硬盘驱动器(hdd)和固态驱动器(ssd)到cpu和内存。今天,一个机架上的4U外壳可以容纳1.4 PB的数据,并将在今年晚些时候发布新的20TB HDDs,最高可以达到2PB。

与人体相似,人体的组成部分是维持生命的内部器官。然而,没有皮肤和骨骼的保护,内部器官将面临众多的外部风险。附件也是如此。这些“器官”是必不可少的,但放置它们的外壳必须确保包括冷却和能量在内的一切都处于最佳状态,这样器官才不会失效,数据在需要的时候也能得到保护和访问。

为什么数据中心的温度很重要雷竞技电脑网站

有效的冷却是当今高密度存储外壳的挑战。通常情况下,空气是从数据中心的冷通道吸入盒子里的。雷竞技电脑网站这些空气经过连续几排的驱动器,并随着每一排变得更热。最靠近冷通道的车道保持相对较低的温度,而后排的车道则可以在明显较高的温度下行驶。有了这种设计,球迷们不得不跑得更努力(也更大声)。

为了抵消这种影响,一种方法是提高风扇的速度——但这增加了噪音(和振动),并增加了功耗。在一些数据中心,雷竞技电脑网站附加的鼓风机被添加到外壳的冷通道末端,以帮助更快地输送空气。这导致更高的功率需求、更高的能源成本、更高的噪音水平、更高的振动和更高的温度,所有这些都可能导致性能下降和数据可靠性受损。

一种新的冷却方法——从储藏箱开始

一个替代的方法是选择一种解决方案,将存储外壳分为两个热区,驱动器排在前面和后面。Western Digital的ArcticFlow™采用了这种方法(见图)。像传统的设计一样,冷空气从冷通道被吸进前面的区域,但不是被吸进后面的区域,然后空气被引到外壳的四周,并排到后面的热通道。冷空气隧道将冷空气直接引入外壳的中心来冷却后面的区域。

图1 西部数据公司

西部数据公司的ArcticFlow技术将存储区分为两个热区,并通过隧道将冷空气引入中心,为远离冷通道的驱动器降温。

这使得较低的风扇速度可以保持冷却,从而降低功耗,降低噪音水平,减少振动。

在竞争性测试中,使用这种方法需要每个驱动器槽超过一半的冷却功率。从这个角度来看,使用加州的能源成本和典型的数据中心效率,在一个典型的5年系统生命周期中,每个附件可以节省1500美元。雷竞技电脑网站在一个拥有2万个驱动器雷竞技电脑网站的大型数据中心,这相当于节省了30万美元的能源成本。

在另一项竞争性测试中,在没有使用这种冷却方法的竞争性机箱中,30%的驱动器以平均13摄氏度的温度运行。随着时间的推移,这些外壳可能有13%以上的驱动故障,因为运行在较高的温度。

因此,通过在显著较低的温度下运行数据中心机架,从而降低TCO,这意味着更低的能源成本雷竞技电脑网站和更低的故障可能性。

振动对数据的影响

见过视频一个在数据中心的人对着一排硬盘大喊雷竞技电脑网站,想看看震动对延迟的影响?“不要对着你的JBODs大喊大叫!”他们不喜欢!”他惊呼道。

如今HDDs的存储密度极高,驱动振动控制在储藏中,围栏比以往任何时候都更重要。存储盒中存放的数据可能会决定驱动振动对应用程序性能的干扰程度。区域密度的改进包括将硬盘驱动器轨道挤压得更近,这使得它们更容易发生振动误差。

什么情况是,外部冲击和振动可能导致硬盘磁头去偏离轨道,导致性能延迟而头部resettles并等待正确的扇区再次各地前来读取或写入恢复。该硬盘是足够聪明,避免数据损坏,发送错误的数据或在错误的地方写入数据,但在硬盘驱动器磁头等待,等待时间被引入和应用程序性能降低。

振动也可能是由其他因素引起的。当货架上的其他货架被维修时,关门,甚至是叉车经过,都会引起外部冲击和振动。在密集的hdd阵列中,相邻的高速驱动器也会对相邻的驱动器产生振动。由于需要冷却,风扇可以通过机箱传递振动,也可以通过空气传递声能。在所有这些情况下,震动都可能导致延迟,从而降低应用程序的性能。

作为一家了解HDDs特性的领先制造商,Western Digital的IsoVibe™技术提供了一种解决存储外壳振动的方法。在踢脚板的精确切割作为一个驱动器的悬挂,提供隔离从一个驱动器传递到另一个驱动器的振动。隔振风扇也能减少振动和噪音的传播。IsoVibe和ArcticFlow一起工作,可以降低风扇的速度,这意味着更少的振动。这允许保持整个外壳的性能,即使所有驱动器都在努力工作。这也将有助于未来一代高密度硬盘驱动器与更紧密的轨道密度,以运行在紧密的封闭与最小的性能退化。

主动管理振动确保驱动头不太可能偏离轨道,因此更有可能保持期望的性能。竞争性测试表明,当使用IsoVibe技术时,运行振动降低了60%。这些创新的组合可以导致更低的驱动回报率:另一个使用ArcticFlow和IsoVibe的分析结果是,与没有使用相同驱动家族、相同年份和相同容量点的前一代平台相比,回报率降低了62%。

密度、热量和振动——我们不能和睦相处吗?

t可以是一个平衡的行为,但是有了正确的策略和适当的工具,数据中心架构师可以获得更高密度存储的回报,同时抵御热量和振动对其数据的威胁。雷竞技电脑网站今天有一些创新可以改善冷却、降低振动和降低能耗,这些都直接带来了更低的电费,并最终减少了碳足迹。在为Zettabyte时代设计数据中心时,理解冷却和振动管理可以提高性能、可靠性和节省成本。雷竞技电脑网站

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